1.色差
1.1 什么是色差
色差是由材料的透射率差异引起的。自然光由波长范围为390～770nm的可见光区域组成，其余部分是人眼看不到的光谱。由于材料对不同波长的色光具有不同的折射率，因此每种色光具有不同的成像位置和放大倍数，从而导致位置色差。
1.2 色差如何影响图像质量
(1) 由于不同颜色光的波长和折射率不同，物点不能很好地聚焦成一个完美的像点，所以照片会模糊。
(2)另外，由于不同颜色的放大倍数不同，在像点边缘会出现“彩虹线”。
1.3 色差如何影响3D模型
当图像点有“彩虹线”时，会影响3D建模软件匹配相同点。对于同一个物体，由于“彩虹线”，三种颜色的匹配可能会导致错误。当这个误差累积到足够大时，就会造成“分层”。
1.4 如何消除色差
使用不同折射率和不同色散的玻璃组合可以消除色差。例如，使用低折射率低色散玻璃作为凸透镜，使用高折射率高色散玻璃作为凹透镜。
这种组合透镜在中波长处具有较短的焦距，而在长波和短波射线处具有较长的焦距。通过调整镜片的球面曲率，可以使蓝光和红光的焦距完全相等，基本消除了色差。
二级光谱
但色差不能完全消除。使用组合镜头后，剩余的色差称为“二次光谱”。镜头焦距越长，剩余色差越大。因此，对于需要高精度测量的航测来说，次级频谱是不可忽视的。
理论上，如果能将光带分为蓝绿和绿红区间，并在这两个区间应用消色差技术，基本可以消除二次光谱。但经计算证明，如果对绿光和红光消色差，则蓝光的色差变大；如果对蓝光和绿光消色差，则红光的色差变大。看来这是个难题，没有答案，顽固的次级谱也不能完全消除。
复消色差（载脂蛋白）技术
幸运的是，理论计算为APO找到了一种方法，那就是找到一种特殊的光学透镜材料，其蓝光对红光的相对色散非常低，蓝光对绿光的相对色散非常高。
萤石就是这样一种特殊的材料，它的色散很低，部分相对色散接近很多光学玻璃。萤石的折射率相对较低，微溶于水，加工性和化学稳定性较差，但由于其优良的消色性，成为一种珍贵的光学材料。
自然界中可用于光学材料的纯块状萤石很少，再加上价格高、加工难度大，萤石镜片已成为高端镜片的代名词。各镜片制造商不遗余力地寻找萤石的替代品。氟冠玻璃就是其中之一，AD玻璃、ED玻璃和UD玻璃就是这样的替代品。
Rainpoo倾斜相机使用极低色散ED玻璃作为镜头，使像差和畸变非常小。不仅降低了分层的概率，而且3D模型效果也得到了极大的提升，显着提升了建筑拐角和立面的效果。
2、失真
2.1 什么是畸变
镜头畸变实际上是透视畸变的总称，即由透视引起的畸变。这种畸变会对摄影测量的精度产生非常不利的影响。毕竟摄影测量的目的是再现，而不是夸张，所以要求照片尽可能反映地物的真实尺度信息。
但因为这是透镜的固有特性（凸透镜会聚光，凹透镜发散光），所以光学设计中表达的关系是：消除畸变的切线条件和消除光阑彗差的正弦条件在同时，所以畸变和光学色差同样不能完全消除，只能改善。
上图中，像高和物高之间存在比例关系，两者的比值就是放大倍数。
在理想的成像系统中，物平面与镜头的距离是固定的，放大倍数是一定的，所以像与物之间只有比例关系，完全没有畸变。
然而，在实际成像系统中，由于主光线的球差随着视场角的增加而变化，放大率在一对共轭物体的像面上不再是一个常数，即图像的中心和边缘的放大倍数不一致，图像就失去了与物体的相似性。这种使图像变形的缺陷称为失真。
2.2 失真如何影响精度
首先，AT(Aerial Triangulation)的误差会影响密集点云的误差，进而影响3D模型的相对误差。因此，均方根（RMS of Reprojection Error）是客观反映最终建模精度的重要指标之一。通过检查 RMS 值，可以简单判断 3D 模型的精度。RMS 值越小，模型的精度越高。
2.3 影响镜头畸变的因素有哪些
焦距
一般来说，定焦镜头的焦距越长，畸变越小；焦距越短，失真越大。虽然超长焦距镜头（长焦镜头）的畸变已经很小，但实际上，为了兼顾飞行高度等参数，航测相机镜头的焦距不能那么长。例如，下图是索尼 400mm 长焦镜头。可以看到镜头畸变非常小，几乎控制在0.5%以内。但问题是，如果用这个镜头采集1cm分辨率的照片，飞行高度已经是820m，让无人机飞到这个高度是完全不现实的。
镜片加工
镜片加工是镜片生产过程中最复杂、精度最高的工序，至少涉及8道工序。前工序为硝料-桶折-砂挂-磨，后工序为芯-涂-胶-油墨涂装。加工精度和加工环境直接决定了光学镜片的最终精度。
处理精度低对成像畸变有致命影响，直接导致镜头畸变不均匀，无法参数化或校正，严重影响3D模型的精度。
镜头安装
图1为镜头安装过程中镜头倾斜；
图2为镜头安装过程中镜头未同心；
图 3 显示了正确的安装。
以上三种情况，前两种情况的安装方法都是“错误”组装，会破坏修正后的结构，导致画面模糊、不均匀、色散等各种问题。因此，在加工和装配过程中仍然需要严格的精度控制。
镜头组装过程
镜头组装过程是指整个镜头模组和成像传感器的过程。相机标定参数中的定向元件主点位置、切向畸变等参数描述了装配误差引起的问题。
一般来说，小范围的装配误差是可以容忍的（当然装配精度越高越好）。只要校准参数准确，就可以更准确地计算出图像畸变，进而去除图像畸变。振动也会导致镜头轻微移动并导致镜头畸变参数发生变化。这就是为什么传统航测相机需要在一段时间后进行固定和重新校准的原因。
2.3 Rainpoo的斜镜头
双倍的 高β 结构体
斜摄影对镜头有很多要求，体积小，重量轻，图像畸变和色差小，色彩还原度高，分辨率高。在设计镜头结构时，Rainpoo的镜头采用了双Gauβ结构，如图：
结构分为镜头前部、光圈、镜头后部。前部和后部相对于隔膜看起来是“对称的”。这样的结构使得前后产生的一些色差可以相互抵消，因此在后期的校准和镜头尺寸控制方面具有很大的优势。
非球面镜
对于五镜头一体的倾斜相机，如果每个镜头的重量增加一倍，则相机的重量将增加五倍；如果每个镜头的长度增加一倍，那么倾斜相机的尺寸至少会增加一倍。因此，在设计时，为了在保证像差和体积尽可能小的同时，获得高水平的画面质量，必须使用非球面透镜。
非球面镜片可以将通过球面散射的光线重新聚焦回到焦点，不仅可以获得更高的分辨率，使色彩还原度更高，而且可以用少量镜片完成像差校正，减少镜片数量使相机更轻更小。
失真校正 技术
组装过程中的误差会导致镜头切向畸变增加。减少这种装配误差就是畸变校正过程。下图为镜头切向畸变示意图。一般来说，畸变位移是关于左下角——右上角对称的，说明镜头有一个垂直于方向的旋转角，这是装配误差造成的。
因此，为了保证高成像精度和质量，瑞普在设计、加工和组装上都做了一系列严格的把关：
在设计初期，为了保证镜头组件的同轴度，尽可能保证所有镜头安装平面都经过一次装夹加工；
②采用进口合金车刀在高精度车床上，保证加工精度达到IT6级，尤其保证同轴度公差为0.01mm；
③每个镜片的内圆面上装有一套高精度钨钢塞规（每个尺寸至少包含3种不同的公差标准），每个零件都经过严格检查，平行度和垂直度等位置公差通过检测器检测。三坐标测量仪；
④每支镜头生产出来后，都要进行检查，包括投影分辨率和图表测试，以及镜头的分辨率、色彩还原等各项指标。
Rainpoo 镜片的 RMS 技术
+8619808149372